格莱斯顿研究所科学家绘制出抗击艾滋病毒的免疫系统详细地图

格莱斯顿大学的科学家们发明了一种新的工具来了解免疫系统在面对病毒时的内部运作。

　　

在一项开创性的研究中，格莱斯顿研究所（Gladstone Institutes）的科学家们大幅扩展了我们对免疫系统与病毒相互作用的理解，并开发出一张详细地图，展示了人体自然防御系统如何应对最具挑战性的病毒威胁之一——艾滋病毒（HIV）。该研究结果发表在《细胞报告》（Cell Reports）杂志上，全面揭示了19种不同病毒传感器和受体在各类免疫细胞（包括易受HIV感染的细胞）中的水平，这些细胞能够对HIV做出反应。

尽管研究团队专注于HIV，但他们发现了关于不同免疫细胞如何以独特方式感知和限制病原体的基本见解。这些发现对于理解免疫系统对多种病毒和微生物的反应，甚至自身免疫反应，都具有重要意义。格莱斯顿研究所研究员、该论文的资深作者纳迪亚·罗安博士（Nadia Roan, PhD）表示：“我们开发了一种工具，能够在单细胞水平上同时绘制出众多不同病毒传感器和受体的水平，揭示不同免疫细胞类型如何分工感知不同类型的微生物产物，包括来自入侵病毒的产物。”

该研究的第一作者、罗安实验室的阿什利·乔治博士（Ashley George, PhD）分享了研究的重要发现。

整个项目始于我们希望更全面地了解单个免疫细胞如何感知和应对致病病毒，特别是HIV。令人惊讶的是，关于这些因素在人体不同细胞类型中的分布数据非常少，原因之一是缺乏能够捕捉这些数据的良好工具。为此，研究团队开发了一种全新的工具，名为VISOR-CyTOF。

借助VISOR-CyTOF，研究人员能够了解哪些免疫细胞更擅长对抗HIV，哪些更容易受到感染，以及病毒如何可能在某些细胞中隐藏。乔治博士指出，他们还发现某些免疫细胞的病毒检测器数量远多于其他细胞。例如，髓系细胞的病毒检测器水平非常高，这合乎逻辑，因为这些免疫细胞已知会启动免疫反应，且在早期感染中很少成为HIV的目标。相比之下，B细胞在免疫反应的后期更为重要，其表达的病毒检测器数量要少得多。

此外，研究团队还研究了身体不同部位的细胞行为。黏膜器官（如肠道和肺部）的细胞倾向于表达更高水平的病毒检测器。这在直觉上是合理的，因为这些器官更容易接触到外界的病毒，并且它们有自己的微生物群，这可能在其中发挥了作用。

该研究的独特之处在于，研究团队研究的是真实人体细胞，而非细胞系。研究人员与加州大学圣地亚哥分校的“最后礼物”（Last Gift）项目合作，该项目允许HIV感染者在临终后捐献组织以推动研究。这种组织样本对于研究人员来说极为罕见，它使他们能够深入研究人体不同部位的免疫细胞和器官系统，其发现比使用动物细胞或细胞系更具相关性。

此外，研究团队还使用了来自血库的细胞，并将这些健康细胞暴露于HIV中，以观察它们的反应。这些研究能够控制病毒复制的数量，并专门识别HIV感染的细胞，与“最后礼物”项目的分析形成了很好的补充。

罗安博士指出，免疫细胞检测和阻断HIV的方式在许多病毒类型中都很常见，包括SARS-CoV-2和流感病毒，这些都可以通过VISOR-CyTOF进一步研究。此外，该技术还可以轻松适应其他病原体或感兴趣的细胞。

该研究的发现还可能对自身免疫疾病领域具有价值。在自身免疫疾病中，免疫系统会攻击健康组织。有时，病毒传感器会出现故障，无法区分自身和非自身物质。研究人员可以利用他们的技术来确定哪些机制出现了故障，这种细节对于开发针对性疗法非常有价值。